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气体微尺度流动的格子boltzmann模拟 - 东北大学
第35卷第6期 东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vol.35,No.6
2014年 6月 JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience) Jun.2014
doi:10.3969/j.issn.1005-3026.2014.06.021
气体微尺度流动的格子 Boltzmann模拟
1 1 2 1
岳向吉 ,陆艳君 ,朱庆贺 ,巴德纯
(1东北大学 机械工程与自动化学院,辽宁 沈阳 110819;2辽宁省轧制工程技术中心,辽宁 沈阳 110819)
摘 要:采用反弹-镜面反射(BSR)组合边界格式的格子Boltzmann方法(LBM)对气体微尺度流动进
行了模拟计算,模拟结果能够与已有的研究结果较好吻合.分析了BSR组合边界格式中比例系数的选取与
Knudsen数的关系,研究结果表明,当Kn (002,016)时,比例系数随Knudsen数的增加呈现先减小后增大
∈
的趋势,当Knudsen数约在0055~0072范围内时,比例系数有最小值.在此基础上,对BSR组合边界格式中
的比例系数进行了修正,明显改善了数值计算的结果,为微尺度气体流动的LBM模拟提供了参考.
关 键 词:格子Boltzman方法;微尺度流动;Knudsen数;滑移速度;非线性压力分布
中图分类号:TK124;O354 文献标志码:A 文章编号:1005-3026(2014)06-0854-04
LatticeBoltzmannSimulationofGasFlowinMicrochannels
1 1 2 1
YUEXiangji,LUYanjun,ZHUQinghe,BADechun
(1SchoolofMechanicalEngineering&Automation,NortheasternUniversity,Shenyang110819,China;
2LiaoningRollingEngineeringTechnologyCenter,Shenyang110819,China.Correspondingauthor:BADe
chun,Email:DCHBA@mail.neu.edu.cn)
Abstract:MicroscalegasflowwassimulatedusinglatticeBoltzmannmethod(LBM)with
bouncebackandspecularreflection(BSR)combinationscheme.Goodagreementwasachieved
betweenthesimulationresultsandthepublishedresearchdata.Therelationshipbetweenthe
selectionofproportioncoefficientofBSRandKnudsennumberwasanalyzed.Theresultsshowed
thatwhenKn (002,016),theproportioncoefficientinitiallyreduces,thenincreases,anda
∈
minimumisachievedin0055~0072.Basedontheresults,theproportioncoefficientis
modified,andsimulationresultsaresignificantlyimproved,whichprovidesareferenceforLBM
simulationofmicroscalegasflow.
Keywords:latticeBoltzmannmethod(LBM);microscaleflow;Knudsennumber;slip
vel
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